特种转盘轴承的制造

特种转盘轴承属于超薄壁的大型外带齿四点接触球轴承。同常规轴承相比，有众多特殊性。其一，该轴承材料选用38CrMoAIA， 38CrMoAIA属于氮化钢而非轴承常用材料，其冷、热加工工艺有待于探索。其二，为了提高承载力和耐磨性，轴承表面采用氮碳共渗(即软氮化)表面处理技术进行强化处理，氮碳共渗在轴承加工方面属于新工艺。其三，在结构上，该轴承外形尺寸大、壁薄。为了减轻轴承重量和减小轴向尺寸，外径大而轴向壁薄——最大外径尺寸接近似00mm，而多处壁厚为7mm，最大壁厚仅为13ram(如图1)。其四，为了实现大的传动比，齿轮机构采用切向、径向双变位的大直径小模数斜齿轮机构——该机构采用的是某高校在齿轮研究方面的国家专利技术等。此外，该轴承在工作时需要准确分度，等分精度和旋转精度要求高.

该轴承外形尺寸大，壁薄，精度难以控制更大的难点在于经过盐浴氮碳共渗处理后，不能象常规产品那样通过机加工的方法来控制零件的尺寸精度和形位精度。盐浴氮碳共渗温度为560℃左右，时间约3小时。560℃相当于高
温回火的温度，在此温度金属易因内部组织发生变化和内应力重新分布而产生较大变形。共渗硬化层深度不大于0．2，不允许进一步加工，进一步的加工会使硬化层变得更浅从而失去强化作用。因此轴承经560℃氮碳共渗处理后，不进行机加工而控制住其变形量，是工艺上的一大难点。

如前所述，轴承经560℃氮碳共渗处理后,控制其变形量，是工艺上的一大难点。经过反复论证，确定以高于氮碳共渗的温度附加回火。因为高于此温度回火，一方面可以消除粗磨时产生的内应力，另一方面可以减少内部组织变化从而增加尺寸稳定性。试验证明，所定措施是得当的，氮碳共渗前后尺寸精度、圆度、平行度等变化量均不大于0．01mm。对于常规附加回火温度不高于180℃，理论上和观念上是一种突破。

为了减少热处理变形，轴承的热处理选用真空炉淬火和回火。因为真空炉加热平稳，产生的热应力小；温度控制准确，可以精确到正负1℃；真空炉中工件的表面不会产生氧化等。

第-#b圈属于薄壁套。加工中最易产生变形。粗车时，外圆、孔、厚度各留余量大至(1．9-2．1)mm。即使如此，真空炉中调质后，工件产生较严重的扭曲变形，两平面磨削后无法保证尺寸精度及平行度和平面度。分析原因是车加工时单件装夹，夹紧力作用在工件上，因夹紧

该轴承齿轮齿形基本参数选用非标，结构上采用切向、径向双变位；齿轮模数为2，大齿轮齿数为180，小齿轮齿数为8，大、小齿轮齿数相差悬殊，且小齿轮齿数偏小；再加上为斜齿轮，7级精度，齿轮加工难度较大。首先，要弄清设计者的设计意图。其次，选择合理的加工方案。为了保证精度，设计制造了专用夹具，从装夹、找正、刀具、加工到检测，都提出了明确要求。

由于大齿轮外径大、模数小，常规的齿轮检测仪器无法检测。为了验证大齿轮齿部精度先用齿厚卡尺测出齿轮固定弦齿厚，再用自制测头和夹具，通过检测齿轮的径向跳动，间接测量齿轮的精度。方法是：轴承装配后，固定轴承内圈不动，转动外圈，将自制的球形测头逐一插入齿槽中，通过百分表读出每个齿槽中的最小值，一圈齿中读数的相互差值，便是需要的能间.

特种转盘轴承的研制，是通过工艺实验、冷加工和热加工有机结合来完成高精度、高难度机械产品制造的一次有益的尝试。当然，也存在一些问题，如由于条件所限，氮碳共渗后的有些参数未达到理想状态等，今后尚待进一步改进。

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